Vorschubkraft Messung – Einfach wissen, was niemand sieht

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Hohe Genauigkeit bei Hartholz und frühem Holzabbaustadium

Die Vorschubkraft ist die Kraft, die die Bohrnadel zum Eindringen in das Holz benötigt. Sie ist neben dem Bohrwiderstand die zweite Messgröße des IML-RESI PowerDrill und liefert zusätzliche Informationen über den Zustand des Holzinneren. Denn während die Reibung am Bohrnadelschaft (Schaftreibung) den Bohrwiderstand stark beeinflussen kann, hat sie nur einen minimalen Einfluss auf die Vorschubkraft. Dadurch lässt die Vorschubkraft gemeinsam mit dem Bohrwiderstand sehr realitätsnahe Schlussfolgerungen zur Beurteilung des Holzes zu.

Darstellung der Vorschubkraft als zusätzliche Messkurve

Die IML-Analysesoftware stellt die Vorschubkurve zusammen mit der Bohrwiderstandskurve in einem Graphen dar. Beide Kurven sind farblich voneinander abgegrenzt. Zur präzisen Beurteilung der Messergebnisse ist es wichtig, beide Kurven im Verhältnis zueinander zu interpretieren und nicht nur eine Messkurve für sich.

Ohne Vorschubkurve kann Schaftreibung Holzdefekt verbergen

Die Schaftreibung wird größer, je weiter sich die Bohrnadel in das Holz drückt. Das fließt in die Bohrwiderstandskurve mit ein und bewirkt einen stetigen Anstieg der Kurve. Der Anteil der Schaftreibung ist dabei nicht vom eigentlichen Bohrwiderstand zu unterscheiden. Folglich bleibt die Messkurve der Bohrwiderstandskurve auch dann erhöht, wenn die Bohrnadel in einen Holzdefekt eindringt, obwohl der Bohrwiderstand nachlässt.

Messung der Vorschubkraft liefert hohen Zugewinn an Informationen

In bestimmten Fällen kann erst ein Vergleich mit der Vorschubkurve aufdecken, wie stark die Messkurve der Bohrwiderstandskurve durch die Schaftreibung geprägt ist und wie groß der Schaden im Holz bereits tatsächlich ist. Denn die Vorschubkurve fällt bei einem Holzdefekt deutlich ab und bleibt von der Schaftreibung weitestgehend unbeeinflusst. Vor allem der Holzabbau im Anfangsstadium wird auf diese Weise durch die Vorschubkurve sichtbar. Schließlich sind die Änderungen des Bohrwiderstands zu dem Zeitpunkt noch so gering, dass sie in der Bohrwiderstandskurve leicht durch die Schaftreibung überdeckt werden können. Besonders vorteilhaft ist die Messung der Vorschubkraft zudem bei harten Holzarten. Denn bei harten Hölzern ist die Schaftreibung höher als bei weichen Hölzern und hat somit einen stärkeren Einfluss.

Die zusätzliche Messung der Vorschubkraft ermöglicht also gerade bei harten Hölzern, eine Holzfäule wesentlich früher und genauer erkennen zu lassen als die alleinige Bohrwiderstandsmessung.

Fallbeispiele

Folgende Fallbeispiele sollen die erleichterte Identifizierung von Holzfäulen durch die synchrone Aufzeichnung des Bohrwiderstandes und der Vorschubkraft verdeutlichen.

Beispiel 1: Buche mit Fäule

Die Messkurve wird von rechts nach links gelesen.
Die Rinde lässt sich dem Bereich von 0 bis 1,5 cm zuordnen. Von 1,5 bis 17 cm steigen die Messkurven des Bohrwiderstands und der Vorschubkraft stetig an, was auf das Durchbohren von intaktem Holz hindeutet. Ab 17 cm Bohrtiefe fällt die Vorschubkurve leicht ab, dies ist ein Indikator für beginnende Holzzersetzung. Der Bohrwiderstand bleibt in diesem Bereich konstant ohne steigenden Trend. Noch deutlicher ist der Kurvenabfall der Vorschubkurve zwischen 23 und 26,5 cm zu erkennen. Ab 26,5 cm fällt der Vorschubwiderstand fast komplett auf das Anfangsniveau ab. Der Bohrwiderstand hingegen bleibt auf Grund der Schaftreibung bei ca. 30% Amplitude.

Beispiel 2: Kastanie mit Brandkrustenpilz

Das folgende Beispiel zeigt zwei Messungen an einer Kastanie mit Brandkrustenpilz. Visuell wurde die für Brandkrustenpilz typische schwarze Färbung an der Rinde erkannt und sowohl eine Referenzmessung im intakten Bereich als auch eine Messung am Stammfuß durchgeführt. Die Referenzmessung dient der Vergleichbarkeit der Messkurven und erleichtert die Identifikation von Defekten im Baum. Im Beispiel ist zu sehen, dass sowohl die Bohrwiderstands- als auch die Vorschubkurve einen konstanten Verlauf aufweisen.

Das Ergebnis der Messung direkt am Stammfuß zeigt deutliche Unterschiede im Vergleich zur Referenzmessung. So ist ab 9,5 cm Bohrtiefe ein erster deutlicher Abfall beider Messwerte zu erkennen. Ein gleichmäßiger Verlauf der Kurven ist auch im folgenden Bereich nicht mehr zu sehen und typisch für den Holzabbau durch Brandkrustenpilz.

Beispiel 3: Konstruktionsholzkontrolle

Bei dem folgenden Beispiel zeigen sowohl die Bohrwiderstands- als auch die Vorschubkraftmessung den inneren Defekt deutlich an. Um den Bereich direkt unterhalb der Erdgleiche zu kontrollieren, wurde die Messung mit einer Neigung von 30° am Spielgerät durchgeführt. Beide Messgrößen fallen ab 4 cm Bohrtiefe deutlich ab und der beschädigte Bereich erstreckt sich bis zum Anstieg der Widerstände ab 19 cm. Der Austritt der Bohrnadel aus dem Holzspielgerät ist bei 22 cm Bohrtiefe zu erkennen.

Fazit

Erfahrungen aus der Praxis an harten Baumarten haben gezeigt, dass die Vorschubkraftmessung nur sehr gering von Schaftreibung beeinflusst wird. Gerade bei Messungen an harten Baumarten in Verbindung mit einem frühen Stadium pilzbedingten Holzabbaus bringt die Vorschubkurve einen großen Informationszugewinn. Vorschubkurvenabfälle können nicht durch Schaftreibungseffekte überlagert werden, wie es bei der Bohrkurve der Fall sein kann. Eine Interpretation des Bohrwiderstandsmessergebnisses wird durch die Vorschubkurve erheblich erleichtert.

Häufigste Anwendungsgebiete

Der Vorteil für ein Holzprüfsystem (früher nur Bohrwiderstandsmessgerät) einer zusätzlichen Messkurve dürfte spätestens jetzt jedem klar sein.